Auf unserer Webseite verwenden wir Cookies, die unter „Cookie-Einstellungen anpassen“ näher beschrieben werden. Notwendige Cookies werden für grundlegende Funktionen der Webseite benötigt, um eine optimale Nutzung zu ermöglichen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Webseite einwandfrei funktioniert. Darüber hinaus können Sie Cookies für Statistikzwecke zulassen. Diese ermöglichen es uns, die Webseite stetig zu verbessern und Ihr Nutzererlebnis zu optimieren. Ihre Einwilligung zur Nutzung der Statistik-Cookies ist freiwillig und kann in der Datenschutzerklärung dieser Webseite unter „Cookie-Einstellungen“ jederzeit widerrufen werden.
Datenschutzerklärung
Impressum
Thermisch induzierte Beeinflussung der Sekundär- und Aggregatstruktur von unfraktionierten Molkenproteinen und ihre Auswirkung auf technofunktionelle Eigenschaften
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 15514 N
Laufzeit: 01.01.2008
- 31.12.2010
Fördersumme: 365.400 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Aufgrund stetig steigender Produktion von Käse
und Käseerzeugnissen kommt es zu einem steigenden
Anfall an Molke in der milchverarbeitenden
Industrie. Diese Molke ist betriebsspezifisch
hinsichtlich Zusammensetzung und Proteinstruktur
unterschiedlich und enthält ernährungsphysiologisch
wertvolle Proteine mit einem hervorragenden
Potential an technofunktionellen
Eigenschaften wie Schaum- und Gelbildung. Im
nativen Zustand weisen Molkenproteine überwiegend
eine globuläre Struktur auf, die jedoch
hinsichtlich der funktionellen Eigenschaften nicht
optimal ist. Es ist seit langem bekannt und belegt,
dass eine Wärmebehandlung, die zur Veränderung
der nativen Struktur führt, die technofunktionellen
Eigenschaften verbessert. Diese
Vorgänge wurden bisher mit Hilfe des Denaturierungsgrads
beschrieben, bei dem allerdings
nur zwischen dem nativen und dem denaturierten
Zustand unterschieden wird. Die Existenz
von Zwischenstufen ist bekannt, aber bisher
noch nicht systematisch hinsichtlich der Auswirkungen
auf die funktionellen Eigenschaften
untersucht worden. Die derzeit vorliegenden
empirischen Ergebnisse sind nicht ausreichend,
um funktionellen Eigenschaften im gewünschten
Maße einstellen zu können.
Diese funktionellen Eigenschaften für bestimmte
Anwendungen (Gele, Schäume) haben ein erhebliches
Potential für eine Optimierung. Dies gilt
sowohl für die Zusammensetzung, die u.a. durch
Ultra- und Diafiltration beeinflusst wird, als auch
für Veränderungen an den Molkenproteinen.
Veränderungen an Proteinen werden u. a. durch
pH-Wert sowie Ionenkonzentration und/oder
Temperaturbehandlung sowie Scherung bewirkt.
Die Praxis zeigt, dass jede Veränderung dieser
Variablen, z.B. durch Säuerung, Labbehandlung
oder Erhitzung (Pasteurisierung, UHT-Behandlung),
zur Änderung der Zusammensetzung der
Rohstoffe und damit zu sehr unterschiedlichen
Eigenschaften führt. Infolgedessen ist die Ausgangsbasis
für jeden Rohstoff betriebsspezifisch
unterschiedlich und damit für die Herstellung
vergleichbarer Spezialprodukte zu berücksichtigen.
Um zu reproduzierbaren Eigenschaften für die
Anwendung zu kommen, ist deshalb die gezielte
Beeinflussung der Molkebe- und -verarbeitung
für die Anwendungsaufgaben notwendig. So
wird bereits jetzt bei der Produktion von gelbildenden
Molkenproteinpräparaten der Weg vom
Rohstoff (Entrahmung/Erhitzung) über die Caseinabtrennung
bis hin zur Ultra- und Diafiltration
exakt spezifiziert. Es liegen kaum systematische
Untersuchungen über die Zusammenhänge
von Proteinstruktur (Sekundärstruktur und
Aggregate) und den daraus resultierenden funktionellen
Eigenschaften vor.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, quantitative
Zusammenhänge zwischen den Gehalten an
Sekundärstrukturelementen (a-Helix und b-Faltblatt)
sowie an Aggregaten und den technofunk-
AiF 15514 N
2
tionellen Eigenschaften (Gel- und Schaumbildung)
herzustellen. Die Zielstellung für die industrielle
Anwendung besteht darin, den real vorliegenden
Strukturzustand der Molkenproteine in
Molkenprodukten sowie die Spannbreiten der
Variation zu erfassen und Empfehlungen zu erarbeiten,
wie durch eine Konditionierung die jeweils
gewünschten technofunktionellen Eigenschaften
hinsichtlich Gel- und Schaumbildung
erreicht werden können. Dabei sollen Methoden
angewendet werden, die über die bisher angewendeten
Methoden der Bestimmung des Denaturierungsgrads
hinausgehen. Es sollen sowohl
die Gehalte an Sekundärstrukturelementen
(a-Helix und b-Faltblatt) als auch die Aggregation
bestimmt werden. Somit wird ein „Fingerabdruck“
der Proteinentfaltungszustände erhalten,
der in Beziehung zu den Gel- und Schaumbildungseigenschaften
gesetzt wird. Diese Informationen
sollen dazu genutzt werden, Molke
oder Molkenprodukte thermisch so zu behandeln,
dass die gewünschten technofunktionellen
Eigenschaften in Bezug auf Schaum- oder Gelbildung optimal eingestellt werden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
